Тенденции развития станков с ЧПУ

С момента появления технологии числового программного управления в середине 20-го века, станки с числовым программным управлением принесли революционные изменения в машиностроительную промышленность. Обработка с ЧПУ имеет следующие характеристики: хорошая гибкость обработки, высокая точность обработки, высокая производительность, снижение трудоемкости оператора, улучшение условий труда, способствует модернизации управления производством и улучшению экономической выгоды. Он подходит для обработки различных мелких партий дочерних деталей, деталей со сложной структурой и высокими требованиями к точности, деталей, требующих частой модификации, ключевых деталей, которые стоят дорого и не допускают утилизации, деталей, требующих точного воспроизведения, деталей, требующих сокращения производственного цикла, и деталей, требующих 100% проверки. Характеристики станка с ЧПУ и область его применения делают его важным оборудованием для развития народного хозяйства и строительства национальной обороны.

Вступая в XXI век, экономика Китая полностью интегрирована в мировое сообщество и вступила в новый период энергичного развития. Станкостроительная промышленность столкнулась с возможностью развития производственного оборудования, вызванной повышением уровня спроса в машиностроительной отрасли, а также столкнулась с давлением жесткой конкуренции на международном рынке после вступления во Всемирную торговую организацию, ускорение разработки станков с ЧПУ является ключом к решению проблемы устойчивого развития станкостроительной отрасли. В связи с большим спросом на станки с ЧПУ в обрабатывающей промышленности и быстрым прогрессом компьютерных технологий и современных технологий проектирования, спектр применения станков с ЧПУ все еще расширяется, и он продолжает развиваться, чтобы лучше удовлетворять потребности производства и обработки. В этой статье кратко анализируются тенденции развития станков с ЧПУ, таких как высокоскоростные, высокоточные, составные, интеллектуальные, открытые, сетевые, многоосевые и зеленые, а также выдвигаются некоторые проблемы, существующие в развитии станков с ЧПУ в нашей стране.

Тенденция развития станков с ЧПУ

1 Высокая скорость

С быстрым развитием автомобильной, оборонной, авиационной, аэрокосмической и других отраслей промышленности и применением новых материалов, таких как алюминиевые сплавы, требования к высокоскоростной обработке станков с ЧПУ становятся все выше и выше.

(1) Скорость шпинделя: на станке используется электрический шпиндель (встроенный двигатель шпинделя), а максимальная скорость шпинделя составляет 200000 об / мин;

(2) Скорость подачи: при разрешении 0,01 мкм максимальная скорость подачи достигает 240 м/мин, и сложная поверхность может быть точно обработана;

(3) Скорость вычислений: Быстрое развитие микропроцессоров обеспечивает гарантию развития систем ЧПУ в быстром и высокоточном направлении, а развитие процессоров было разработано до 32-битных и 64-битных систем ЧПУ, а частота была увеличена до сотен мегагерц и тысяч мегагерц. Благодаря значительно улучшенной скорости работы, скорость подачи до 24-240 м/мин может быть достигнута при разрешении 0,1 мкм и 0,01 мкм.

(4) Скорость смены инструмента: в настоящее время время смены инструмента в зарубежных передовых обрабатывающих центрах обычно составляет около 1 с, а максимум достигает 0,5 с. Немецкая компания Chiron спроектировала библиотеку ножей в виде корзины, со шпинделем в качестве оси, инструмент расположен по кругу, а время смены ножа на нож составляет всего 0,9 сек.

2 Высокая точность

Требования к точности станков с ЧПУ теперь не ограничиваются статической геометрической точностью, точностью движения станка, мониторингом и компенсацией термической деформации и вибрации.

(1) Повышение точности управления системой ЧПУ: технология высокоскоростной интерполяции используется для достижения непрерывной подачи с крошечными программными сегментами, так что блок управления ЧПУ совершенствуется, а устройство определения положения с высоким разрешением используется для повышения точности определения положения (в Японии разработан серводвигатель переменного тока, оснащенный встроенным детектором положения со скоростью 106 импульсов/оборотов). Точность определения положения может достигать 0,01 мкм / импульс), а сервосистема положения использует методы прямого управления и нелинейного управления.

(2) Использование технологии компенсации ошибок: использование компенсации обратного зазора, компенсации ошибок шага винта и технологии компенсации ошибок инструмента, полной компенсации ошибки термической деформации и пространственной ошибки оборудования. Результаты показывают, что применение комплексной технологии компенсации ошибок может снизить ошибку сложения I на 60% ~ 80%.

(3) Декодер сетки используется для проверки и повышения точности отслеживания движения обрабатывающего центра, а точность обработки станка прогнозируется путем моделирования для обеспечения точности позиционирования и повторяющейся точности позиционирования станка, так что его производительность стабильна в течение длительного времени, и он может выполнять различные задачи обработки в различных условиях эксплуатации. и обеспечить качество обработки деталей.